项目名称: 新型窄带隙、宽光谱光伏响应聚合物材料的设计、合成及其光探测性能研究

项目编号: No.21502205

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无机化学

项目作者: 李永海

作者单位: 中国科学院青岛生物能源与过程研究所

项目金额: 21万元

中文摘要: 有机/聚合物光电探测器由于其在民用、军用以及科学研究等方面的潜在应用而得到了广泛的研究,但是对于具有多色响应的宽光谱响应聚合物光电探测器新材料的报道则较少。一个重要的原因在于宽光谱吸收窄带隙聚合物的LUMO能级易于调控过低而与受体材料不匹配。本项目中,我们采用控制窄带隙聚合物的LUMO能级,通过增加其HOMO能级的方法来得到能级匹配同时具有宽光谱吸收的窄带隙给体材料。材料设计上,通过设计新型的强给电子片段来构建强的给受体共轭聚合物,利用分子内强的D-A作用来得到位于长波方向的吸收峰;同时结合分子内的非键弱相互作用来增加分子骨架的平面性和π-π相互作用,以提高材料的迁移率;器件结构上,选择能级合适的激子阻隔层,降低暗电流,提高器件的探测率。本项目结合材料设计与器件优化,有望得到一批具有较高探测率以及宽光谱光伏响应的聚合物光电探测器材料及器件,并为宽光谱响应聚合物材料的设计提供值得借鉴的思路。

中文关键词: 窄带隙共轭聚合物;能级匹配;宽光谱响应;非键弱相互作用;聚合物光电探测器

英文摘要: In recent years, organic/polymer photodetectors have drawn much attention because of its potential applications in civil/military use and academic research. However, new materials for multi-color photodetectors with broad spectral response were seldom been reported recently. A key limiting factor for narrow band-gap polymers blames to the extremely low LUMO energy levels which will lead to the mismatching of polymers with acceptors (such as PCBM). In this project, we focus on the design of new D-A polymers with narrow band-gaps by increasing the HOMO energy levels of polymers while controlling the LUMO energy levels at a suitable level. And the strong D-A effect will lead to a strong ICT absorption in the long wavelength range. Meanwhile, the non-covalent coulomb interactions are good for a more planar molecular backbone and a better π-π interaction, which may contribute to a higher mobility. As to the device structure, exciton blocking layers will be applied to the device, trying to reduce the dark current and increase the detectivities. Through the study of this project, we are expected to develop a series of new narrow band-gap polymers which will be applied to the polymer photodetectors with high detectivities and broad spectral response.

英文关键词: Narrow band-gap polymers;energy level matching;broad spectral response;non-covalent coulomb interactions;polymer photodetector

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
21+阅读 · 2022年2月10日
【经典书】图论,322页pdf
专知会员服务
123+阅读 · 2021年10月14日
专知会员服务
43+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年5月12日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
22+阅读 · 2021年3月9日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月28日
最新《神经架构搜索NAS》教程,33页pdf
专知会员服务
27+阅读 · 2020年12月2日
【NeurIPS2020】可靠图神经网络鲁棒聚合
专知会员服务
20+阅读 · 2020年11月6日
人工神经网络在材料科学中的研究进展
专知
0+阅读 · 2021年5月7日
【材料课堂】TEM复杂电子衍射花样的标定原理
材料科学与工程
39+阅读 · 2019年4月12日
高分子材料领域的十大院士!
材料科学与工程
19+阅读 · 2018年9月18日
【材料课堂】EBSD晶体学织构基础及数据处理
材料科学与工程
34+阅读 · 2018年7月14日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
A Sheaf-Theoretic Construction of Shape Space
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
46+阅读 · 2021年10月4日
Arxiv
57+阅读 · 2021年5月3日
Self-Driving Cars: A Survey
Arxiv
41+阅读 · 2019年1月14日
Arxiv
12+阅读 · 2018年1月12日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
21+阅读 · 2022年2月10日
【经典书】图论,322页pdf
专知会员服务
123+阅读 · 2021年10月14日
专知会员服务
43+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年5月12日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
22+阅读 · 2021年3月9日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月28日
最新《神经架构搜索NAS》教程,33页pdf
专知会员服务
27+阅读 · 2020年12月2日
【NeurIPS2020】可靠图神经网络鲁棒聚合
专知会员服务
20+阅读 · 2020年11月6日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员